昨天本文的上篇发出后收到了朋友的留言:“碳中和还没搞懂,又“跳”到氢能了”?其实,氢能并不是一个全新事物,而且与双碳目标有着内在的联系。我在《已经达峰的发达国家在研究什么碳中和技术?美日篇》中曾介绍了美国和日本在经历过石油危机后就开始了氢能的研究,历经数十年积累了大量的技术和经验,只是在我国由于能源结构和经济发展阶段不同等原因,产业情况略有不同。但毫无疑问的是,随着“双碳目标”的落实和“1+N”政策在各个行业的积极推进,氢能技术将真正迎来其高光时刻。
出于地质原因,我国的资源禀赋是“富煤、贫油、少气”但发展风电、光伏等自然条件优渥。一直以来,我国的氢气主要来源是化石能源制氢、工业副产氢等,也主要用于工业目的,国内供需关系基本平衡。但面对近年来令人心痛的大量的“弃风、弃光、弃水”现象,以及出于应对能源安全的战略目的,发展氢能成为历史的选择。
按照业内惯例,氢气根据制氢过程是否存在碳排放而划分为:
1)灰氢:来源于传统的化石能源制氢等,高碳排放;
2)蓝氢:灰氢+CCUS碳捕捉技术;
3)绿氢:来源是可再生能源发电+水电解方式制氢,清洁低碳;
我国目前以灰氢为主,近年来着力打造的是绿氢。
2016年3月,国务院在《国家创新驱动发展战略纲要》中提出“开发氢能、燃料电池等新一代能源技术”。6月,国家发改委和国家能源局联合发布《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》明确提出了“氢能与燃料电池技术创新”方面的具体创新目标(实现工业和交通部门的革命性减排)、行动措施以及战略方向(如下图)。2021年“十四五”规划中,氢能被列为“前瞻谋划未来产业”之一,目前已有约30个省发布了其“十四五”氢能发展目标及具体路径。
当前,世界各国都在加快推进氢能产业发展并形成了各自的产业布局、技术优势,我们国家应该如何积极应对、快速突破?个人认为,宜利用氢能助力大规模消纳可再生能源并借助其灵活性助力打造柔性电网。比如,通过电解水制氢将多余电力(“弃电”)转化为氢气并储存起来或者运输到缺乏电力的地方,在需要的时候通过再电气化手段(分布式燃料电池)发电、供热,或者用于氢能炼钢、化工、交通等多个领域——这将是借鉴德国电力多元化转换(Power-to-X)理念的技术探索。
根据规划和预测,至2050年氢能将占我们能源总供给的10%,如何利用氢能独有的“高效清洁的二次能源、灵活智慧的能源载体、绿色低碳的工业原料”三重特点,逐步构建在交通、工业、建筑等领域的多元化应用场景,让我们充满信心并拭目以待。